KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2019

PYTANIE NR 6.
Jaką moc pobiera trójfazowy grzejnik rezystancyjny, którego schemat połączeń przedstawiono na rysunku, jeżeli wartość napięcia fazowego w sieci wynosi 230V?
Ilustracja przedstawia schemat połączeń trójfazowego grzejnika rezystancyjnego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Odbiornik jest rezystancyjny, więc moc czynna liczy się z zależności
P = 3 · Uf · If = 3 · Uf2 / Rf.
Po odczytaniu z rysunku parametrów gałęzi (połączenie i R fazy) i podstawieniu Uf=230 V otrzymuje się łącznie 3450 W.

Pełne wyjaśnienie:

Grzejnik jest trójfazowym odbiornikiem rezystancyjnym, więc jego moc jest sumą mocy w trzech jednakowo obciążonych fazach. Dla obciążenia czysto rezystancyjnego przyjmuje się cosφ = 1, a moc fazy można policzyć jak dla obwodu jednofazowego.

Ogólny sposób postępowania jest następujący:

  • z rysunku ustala się sposób połączenia gałęzi (np. gwiazda lub trójkąt),
  • z rysunku odczytuje się parametr gałęzi (np. rezystancję Rf jednej fazy),
  • korzysta się z podanego w treści napięcia fazowego Uf (tu: 230 V).

Dla typowego zapisu obliczeń, gdy pracujemy na napięciu fazowym, wygodny jest wzór:

P = 3 · Uf · If oraz po podstawieniu prawa Ohma If=Uf/Rf dostajemy P = 3 · Uf2 / Rf.

Po wstawieniu Uf=230 V i wartości Rf wynikającej ze schematu otrzymuje się wynik 3450 W.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi bywają wybierane błędnie?

  • Odpowiedzi zbyt duże często wynikają z podstawienia napięcia międzyfazowego zamiast fazowego (pomylenie 230 V z typowymi skojarzeniami dla sieci trójfazowej).
  • Odpowiedzi zbyt małe pojawiają się, gdy ktoś liczy moc tylko jednej fazy i zapomina o mnożniku 3.
  • Inny błąd to przyjęcie niewłaściwego połączenia gwiazda/trójkąt wbrew schematowi, co zmienia zależności między napięciami i prądami w gałęziach.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze podkreśl w treści, czy podano napięcie fazowe czy międzyfazowe, a dopiero potem dobierz wzór. To najczęściej eliminuje pomyłki.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Napięcie fazowe to napięcie mierzone między przewodem fazowym a punktem neutralnym (L–N). Jest używane m.in. do obliczeń prądów i mocy gałęzi w połączeniu gwiazdy. W zadaniach trzeba odróżnić je od napięcia międzyfazowego (L–L).
Dla odbiornika rezystancyjnego liczysz sumę mocy trzech faz: P = 3 · Uf · If. Jeśli znasz rezystancję gałęzi, użyj P = 3 · Uf2 / Rf. Kluczowe jest poprawne odczytanie R i połączenia ze schematu.
W układzie symetrycznym masz trzy identyczne gałęzie (trzy fazy), a każda pobiera taką samą moc. Całkowita moc jest więc sumą: P = P1 + P2 + P3 = 3 · P_fazy. Błąd polega na policzeniu tylko jednej fazy i uznaniu jej za wynik całkowity.
Najczęściej myli się napięcie fazowe z międzyfazowym, dobiera się wzór nie do tego napięcia, pomija się mnożnik 3 albo zakłada niewłaściwe połączenie (gwiazda zamiast trójkąta lub odwrotnie). Pomaga szybkie wypisanie: co jest dane (U_f czy U_LL) i co wynika ze schematu.
Dla idealnego odbiornika rezystancyjnego przyjmuje się cosφ = 1, więc moc czynna równa jest mocy pozornej w przeliczeniu na waty: P = U · I. Jeśli zadanie wyraźnie mówi o grzejniku rezystancyjnym, zwykle nie ma potrzeby wprowadzania współczynnika mocy.
Stosuje się go, gdy: (1) odbiornik jest rezystancyjny, (2) znasz napięcie fazowe U_f oraz rezystancję jednej gałęzi R_f, (3) układ jest symetryczny. Wtedy prąd fazy wynika z prawa Ohma, a moc całkowita to trzykrotność mocy jednej fazy.
W gwieździe trzy gałęzie mają wspólny punkt (węzeł), często łączony z N w sieci. W trójkącie gałęzie tworzą zamkniętą pętlę, a każdy wierzchołek jest podłączony do jednej fazy. Na egzaminie to rozróżnienie decyduje, jak interpretujesz napięcia na elementach.
Bo od razu wskazuje, że 230 V dotyczy pojedynczej fazy (L–N), a nie napięcia międzyfazowego (L–L). To wpływa na prąd w gałęzi i wynik mocy. Wiele pomyłek wynika z automatycznego użycia napięcia "kojarzonego" z siecią trójfazową bez sprawdzenia, co jest w treści.
Porównaj rząd wielkości: grzejniki trójfazowe często mają moc kilku kW. Jeśli wychodzą setki watów, być może policzono tylko jedną fazę. Jeśli wychodzą dziesiątki kW, możliwe, że użyto złego napięcia lub złej rezystancji z rysunku. Warto też szybko przeliczyć I ≈ P/(3·U_f).
Tak, bo w obiektach gazowniczych spotyka się odbiorniki elektryczne (np. ogrzewanie, podgrzewanie, automatyka, zasilanie urządzeń pomocniczych). Umiejętność oszacowania mocy pomaga ocenić obciążenie instalacji, dobrać zabezpieczenia i zweryfikować dane urządzeń podczas eksploatacji.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 29% zdających egzamin. bardzo trudne

Materiały:

  • Podręcznik/kompendium z podstaw elektrotechniki: obwody trójfazowe, połączenia gwiazda/trójkąt, moc czynna
  • Zadania rachunkowe z obwodów trójfazowych (moc, prąd, napięcia) z rozwiązaniami krok po kroku
  • Materiały szkolne dotyczące bezpieczeństwa i doboru zabezpieczeń w instalacjach zasilających odbiorniki grzewcze

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego